DE3536778A1

DE3536778A1 - ELECTRODIALYSIS MEMBRANE STACKING UNIT FOR MULTI-CHAMBER PROCESSES

Info

Publication number: DE3536778A1
Application number: DE19853536778
Authority: DE
Inventors: Heiner Strathmann; Harm Schmoldt
Original assignee: Stantech GmbH
Current assignee: Stantech GmbH
Priority date: 1985-10-16
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1987-05-14
Also published as: EP0219083B1; DE3687441D1; US4737260A; EP0219083A2; ATE84244T1; ES2038590T3; EP0219083A3

Abstract

A membrane stack unit for multi-compartment electrodialysis having pairs of mirror-image cell frame parts having an ion-selective membrane between them, the frame parts having supply and connection holes and distribution hole systems which mate with each other and with other said pairs and with end plates to provide up to four different process streams.

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranstapeleinheit für Elektro dialyse-Mehrkammerprozesse.The invention relates to a membrane stacking unit for electronics dialysis multi-chamber processes.

Der Transport von Ionen durch geeignete Membranen unter der Ein wirkung eines elektrischen Feldes ist als "Elektrodialyse" be kannt. Gleichfalls kennt man seit langem Apparaturen zur Elek trodialyse, in denen Ionenaustauschermembranen so angeordnet werden, daß alternierend wohldefinierte Anionen-Kationenaus tauschermembransequenzen zwischen zwei Elektroden eingeordnet werden und den Innenraum der Apparatur in schmale Kammern tei len. Unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes werden bei Durchströmung dieser Kammern durch entsprechende ionogene Lö sungen salzärmere und salzreichere Volumenströme erhalten, da die Kationen nur die Kationenaustauschermembranen und die An ionen nur die Anionenaustauschermembranen passieren können. Die Anreicherung der entsprechenden Ionen erfolgt dabei gegen den Konzentrationsgradienten.The transport of ions through suitable membranes under the one effect of an electric field is called "electrodialysis" knows. Likewise, equipment for elec has been known for a long time trodialysis, in which ion exchange membranes are arranged alternating well-defined anion cations exchanger membrane sequences arranged between two electrodes and the interior of the apparatus in small chambers len. Under the influence of an electric field Flow through these chambers with appropriate ionic solder solutions with lower and higher salt volume flows, because the cations only the cation exchange membranes and the an ions can only pass through the anion exchange membranes. The The corresponding ions are enriched against the Concentration gradient.

In der praktischen Anwendung der Elektrodialyse werden die ein zelnen entsprechenden Zellen kontinuierlich mit einer verdünnten und einer konzentrierten Lösung durchspült. Für die Wirtschaft lichkeit des Verfahrens ist es von besonderer Bedeu tung, daß die Strömungsgeschwindigkeit und die Strö mungsverteilung in allen Zellen möglichst gleichmäßig ist, so daß keine Konzentrationspolarisation an den Membranoberflächen auftreten kann. Weiterhin muß ein Übertritt der konzentrierten Lösung in die verdünnte Lösung, hervorgerufen durch Undichtigkeiten der durch die Ionenaustauscher-Membranen getrennten Kammern, sowie Leckagen nach außen vermieden werden. Die Kon struktion der Elektrodialysekammern stellt somit ein erhebliches Problem beim Bau einer technischen Elek trodialyseanlage dar, besonders vor dem Hintergrund der Tatsache, daß möglichst geringe Kammerdicken die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens stark begünstigen.In the practical application of electrodialysis, the one individual corresponding cells continuously with a diluted and flushed through a concentrated solution. For the economy The process is of particular importance tion that the flow rate and the flow distribution in all cells as evenly as possible is, so that no concentration polarization at the Membrane surfaces can occur. Furthermore, a Converts the concentrated solution into the diluted one Solution caused by leaks from the the ion exchange membranes separate chambers, as well as leaks to the outside can be avoided. The con structure of the electrodialysis chambers thus adjusts significant problem in the construction of a technical elec trodialysis system, especially against the background the fact that the smallest possible chamber thicknesses Greatly favor the economics of the process.

Bei den meisten heute eingesetzten Elektrodialyseanla gen werden die Membranen durch jeweils einen Kunst stoffrahmen voneinander getrennt. Die übereinander bzw. nebeneinander angeordneten Kunststoffrahmen sind mit Löchern für die Zufuhr bzw. Abfuhr der entsalzten und der konzentrierten Lösung in die bzw. aus den ent sprechenden Zellen versehen. Die Membranen werden auf den Rahmen mechanisch abgedichtet. Da die einzelnen Kammern für konzentrierte und entsalzte Lösungen in entsprechender Sequenz alternierend in einem Zellpaket angeordnet sind, muß die Zufuhr bzw. Abfuhr des Kon zentrats bzw. der entsalzten Lösung ebenfalls alter nierend in die bzw. aus den Zellen erfolgen.Most of the electrodialysis systems used today The membranes are protected by an art separate fabric frame. The one above the other or are arranged side by side plastic frames with holes for the supply or discharge of the desalted and the concentrated solution in or out of the ent speaking cells. The membranes are on mechanically sealed the frame. Because the individual Chambers for concentrated and desalted solutions in corresponding sequence alternating in a cell packet are arranged, the supply or discharge of the Kon centrate or the desalted solution also older in and out of the cells.

Bisher erfolgt im allgemeinen die Anströmung einer Zelle diagonal von einer Ecke der Zelle aus, und die Ableitung der Lösung erfolgt an der gegenüberliegenden Seite der Zelle, so daß der Strom des Konzentrats und der entsalzten Lösung auf beiden Seiten der Membran genau entgegengesetzt diagonal geführt wird. Dies führt zum einen dazu, daß die Strömungsverteilung in den Kammern nicht optimal ist und sich Zonen geringer Durchmischung und damit erhöhter Konzentrationspola risation ausbilden. Infolge der unterschiedlichen An strömung der einzelnen Kammern treten zum anderen außerdem Differenzen in den Druckgradienten zwischen den Kammern mit der konzentrierten und mit der ent salzten Lösung auf, wodurch lokal begrenzte, aber zum Teil hohe Druckdifferenzen zwischen den einzelnen Zel len entstehen. Dies führt zu einer zusätzlichen me chanischen Belastung jeder einzelnen Membran und unter Umständen zu einer Veränderung der Zellgeometrie, die wiederum ungünstigen Einfluß auf die Strömungsvertei lung nimmt.So far, the flow has generally been a Cell diagonally from a corner of the cell, and the The solution is derived from the opposite one Side of the cell so that the flow of the concentrate and the desalted solution on both sides of the membrane exactly opposite diagonally. This leads on the one hand to the fact that the flow distribution in the chambers is not optimal and zones are smaller Mixing and thus increased concentration pole training. Due to the different types flow of the individual chambers to the other also differences in pressure gradients between the chambers with the concentrated and with the ent salted solution, making locally limited, but to Partly high pressure differences between the individual cells len arise. This leads to an additional me mechanical stress of every single membrane and under Circumstances leading to a change in cell geometry again unfavorable influence on the flow distribution lung takes.

Bei Verwendung rauher Membranmaterialien treten zudem Probleme der mechanischen Abdichtung der einzelnen Kammern gegeneinander auf, so daß zwischen den einzel nen Zellrahmen Lösung aus dem Zellpaket austritt oder auch ein Austausch zwischen der konzentrierten und der bereits entsalzten Lösung stattfindet. Die Wirtschaft lichkeit der Entsalzung ionogener Lösungen mit Hilfe der Elektrodialyse wird dadurch wesentlich beeinflußt.When using rough membrane materials also occur Problems of mechanical sealing of the individual Chambers against each other, so that between the individual a cell frame solution emerges from the cell packet or also an exchange between the concentrated and the already desalinated solution takes place. The economy desalination of ionic solutions with the help electrodialysis is significantly affected.

Die Konstruktion eines Membranstapels mit gleichmäßi ger Durchströmung für das Entsalzen einer Kochsalzlö sung mit zwei Lösungsströmen sowie die Grundkonzeption der zur Durchführung einer derartigen Entsalzung ge eigneten Zellrahmen sind aus der DE-OS 29 46 284 be kannt. Mit der vorgeschlagenen Konstruktion des Mem branstapels können jedoch keine sogenannten Mehrkam merprozesse durchgeführt werden, die zum Ziel haben, aus Lösungen und Abwässern unter wirtschaftlichen Be dingungen mehrere unterschiedliche gelöste Komponenten abzutrennen oder zu behandeln. Dies spielt z.B. dann eine Rolle, wenn gelöste Wertstoffe wiedergewonnen bzw. durch Rückführung von neuem in den Trennprozeß eingeschleust werden sollen. Die in der DE-OS 29 46 284 vorgeschlagenen Membranstapel sehen eine Zu- und Abführung von mehr als zwei Lösungsströmen nicht vor und ermöglichen sie auch nicht durch einfache technische Zusatzmaßnahmen.The construction of a membrane stack with even flow for desalting a saline solution solution with two solution flows as well as the basic concept the ge to carry out such desalination suitable cell frames are from DE-OS 29 46 284 be knows. With the proposed construction of the mem However, stacked stacks cannot do so-called additional mer processes are carried out with the aim of from solutions and waste water under economic conditions conditions several different solved components separate or treat. This plays e.g. then a role when recovered recyclables or by returning to the separation process should be smuggled in. The in the DE-OS 29 46 284 proposed membrane stack see an addition and removal of more than two solution streams before and do not make it possible by simple additional technical measures.

Im Zusammenhang mit sogenannten "Mehrkammerprozessen" sind Membranstapel für den Laborbetrieb bekannt, bei denen die Kammern einzeln angeströmt werden. Diese Kammern sind jedoch mehr als 5 mm dick, was bei einer Erhöhung der Kammerzahl und/oder einer Vergrößerung der Membranfläche zu Membranstapeln von unpraktikabler Größe führt. Außerdem wurden bei Einzelanströmung der Kammern immer wieder Schwierigkeiten bei der Anbrin gung von gemeinsamen Zu- und Ableitungen bekannt. Die Wirtschaftlichkeit dieses Membrantrennverfahrens hängt wesentlich von der Kammerdicke ab: mit derartig dicken Kammern ist großtechnisch dieses Verfahren recht un wirtschaftlich.In connection with so-called "multi-chamber processes" membrane stacks are known for laboratory operation, at to which the chambers are flowed individually. These However, chambers are more than 5 mm thick, which is the case with a Increase in the number of chambers and / or an increase the membrane surface to membrane stacks of impractical Greatness leads. In addition, the individual Chamber repeatedly difficulties with the Anbrin supply of common inlets and outlets known. The The economy of this membrane separation process depends depends essentially on the chamber thickness: with such a thickness On the industrial scale, this process is quite un economically.

Die DE-OS 32 19 869 offenbart Membranstapeleinheiten, bei denen die vier Seiten eines quadratischen Zell rahmens unter Anwendung der bekannten Zweikreis-Sta peltechnik alternierend dazu benutzt werden, um vier getrennte Zu- und Abflußkreisläufe zu erzeugen. Dies geschieht dadurch, daß zwei aufeinanderfolgende Zell rahmen jeweils um 90° gedreht zueinander angeordnet werden, was eine quadratische Rahmengeometrie zwingend voraussetzt. Derartig aufgebaute Stapeleinheiten sind technisch und wirtschaftlich sinnvoll jedoch nur bis zu einer bestimmten Größenordnung einzusetzen. Anwen dungsgrenzen ergeben sich dadurch, daß jede Membran flächenvergrößerung mit einer entsprechenden Vergröße rung der Seitenlänge des Zellrahmen-Quadrates einher geht. Dies führt schon bei relativ geringer Steigerung der Membranfläche einer Zelle zu für die Praxis un handlichen Membranstapeln. Zum anderen ist es durch die Strömungsführung in den alternierend angeordneten, jeweils um 90° gedrehten Stapeleinheiten durch den in Durchflußrichtung ansteigenden Druckabfall in jeder Zelle bedingt, daß lokale Druckunterschiede zwischen benachbarten Zellen entstehen und dadurch, wie schon erwähnt, eine einwandfreie und reproduzierbare Führung der Lösungen in großen Zellen nicht mehr gewährleistet ist. Die sich zwischen den einzelnen Zellen ausbilden den lokalen Druckdifferenzen sind eine Funktion der Seitenlänge des Zellrahmen-Quadrates; bei vergleichs weise großen Zellflächen und damit hohen Seitenlängen der Zellrahmenquadrate reicht die sehr begrenzte, ohnehin relativ geringe, Festigkeit der Membranen nicht mehr aus, diese Druckdifferenzen aus der dia gonalen Strömungsführung sicher aufzunehmen.DE-OS 32 19 869 discloses membrane stacking units, where the four sides of a square cell frame using the well-known dual-circuit Sta pel technology can be used alternately to four to create separate inflow and outflow circuits. This happens because two consecutive cells frame rotated by 90 ° to each other be what makes a square frame geometry imperative assumes. Stacking units constructed in this way are technically and economically sensible only until to a certain size. Applications limits arise from the fact that each membrane Area enlargement with a corresponding enlargement the side length of the cell frame square goes. This leads to a relatively small increase the membrane area of a cell for practical purposes handy membrane stacks. On the other hand, it is through the flow guidance in the alternately arranged each by 90 ° rotated stacking units by the in Flow direction increasing pressure drop in each Cell causes local pressure differences between neighboring cells arise and as a result mentions flawless and reproducible guidance solutions in large cells are no longer guaranteed is. Which form between the individual cells The local pressure differences are a function of the Side length of the cell frame square; at comparative wise large cell areas and thus high side lengths the cell frame squares suffice the very limited anyway relatively low, strength of the membranes no longer tolerate these pressure differences from the dia gonal flow guidance to record safely.

Die in dieser Ausführungsform zwangsläufig diagonale Strömungsführung hat außerdem bei großer Membranfläche unerwünschte Konzentrationsgradienten-Felder zur Fol ge, so daß sich bei großtechnischer Anwendung der in der DE-OS 32 19 869 beschriebenen Membranstapeleinheit Zonen erhöhter und daher problematischer Konzentra tionspolarisation ausbilden.The inevitably diagonal in this embodiment Flow guidance also has a large membrane area unwanted concentration gradient fields to fol ge, so that in large-scale application the in the DE-OS 32 19 869 described membrane stacking unit Zones of increased and therefore problematic concentration Formation polarization.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Auf gabe besteht nun darin, eine Membranstapeleinheit mit bis zu vier getrennten Kreisläufen so auszubilden, daß in einem Arbeitsgang die Abtrennung mehrerer Komponen ten aus einer Lösung oder eine andere Behandlung meh rerer Lösungsströme ermöglicht wird, ohne daß dabei die beschriebenen Nachteile hinsichtlich der Druck differenzen aus der Strömungsführung, der Dichtigkeit sowie der Handhabbarkeit der Membranstapeleinheiten und der mit ihnen aufgebauten Membranstapel entstehen. The basis of the present invention now consists of using a membrane stacking unit to form up to four separate circuits so that The separation of several components in one operation from a solution or other treatment rerer solution streams is made possible without the disadvantages described with regard to pressure differences from the flow, the tightness and the manageability of the membrane stacking units and the membrane stack built up with them.

Die Erfindung betrifft eine Membranstapeleinheit für Mehrkammerprozesse der Elektrodialyse, bestehend aus einer Mehrzahl von ionenselektiven Membranen, Endplat ten mit Einrichtungen für die Zufuhr und Abfuhr der zu behandelnden Lösungen, den korrespondierenden Versor gungs- und Verbindungssystemen und den Elektroden sowie zweiteiligen Zellrahmen, auf denen auf einer Rahmen fläche die jeweils zugehörige ionenselektive Membran aufgelegt und/oder befestigt ist, während durch Auf einanderlegen der jeweils anderen Zellrahmenflächen zwischen zwei benachbarten Membranen eine Dialysekam mer gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei einander benachbarte, eine Elektrodialysekammer des Membranstapels bildende Zellrahmenteile (3) spiegel bildlich zueinander, bezogen auf eine zwischen ihnen parallel zur Membran (30) verlaufende Ebene, aufgebaut sind, alle Zellrahmenteile (3) der Membranstapelein heit auf genau zwei einander gegenüberliegenden, zu sätzlich als Dichtfläche wirkenden Seitenrändern (1, 2) Versorgungs- und Verbindungsbohrungen (8, 9) und (10, 11) geeigneter Querschnittsform senkrecht zur Mem branebene aufweisen, die im einzelnen einen hydrauli schen Querschnitt von etwa 100 bis 500 mm² haben und alternierend mit den Zufluß- und Abflußeinheiten (33, 34) der Endplatten (35, 36) in Verbindung stehen, je zwei eine Elektrodialysekammer bildende Zellrahmen teile (3) der Membranstapeleinheit parallel zur Dicht fläche Verteilbohrungssysteme (4,5) aufweisen, die die Versorgungsbohrungen (8, 9) und (10, 11) strahlenförmig mit dem Kammerinneren (6) verbinden und im einzelnen hydraulische Querschnitte von 0,04 bis 6,5 mm² haben und welche von den beiden spiegelbildlich zueinander angeordneten Zellrahmenteilen (3) je zur Hälfe defi niert werden, und die durchgehenden Versorgungs- und Verbindungsbohrungen (8, 9) und (10, 11) sowie die Ver teilbohrungssysteme (4, 5) gegeneinander und gegen die Umgebung ohne Konturendichtung durch die Rahmen selbst flach abgedichtet sind, und Rahmen und Endplatten nur zweier unterschiedlicher Typen vorhanden sind, die zu Stapeln mit bis zu vier verschiedenen Prozeßströmen angeordnet werden können.The invention relates to a membrane stacking unit for multi-chamber processes of electrodialysis, consisting of a plurality of ion-selective membranes, Endplat th with facilities for the supply and discharge of the solutions to be treated, the corresponding supply and connection systems and the electrodes and two-part cell frame, on which on one The surface of the associated ion-selective membrane is placed and / or fastened, while a dialysis chamber is formed by stacking the other cell frame surfaces between two adjacent membranes, characterized in that two adjacent cell frame parts ( 3 ) forming an electrodialysis chamber of the membrane stack Mirror image to each other, based on a plane running parallel to them between the membrane ( 30 ), all cell frame parts ( 3 ) of the membrane stack unit on exactly two opposing, additionally acting as a sealing surface tenränder ( 1 , 2 ) supply and connecting bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) suitable cross-sectional shape perpendicular to the membrane plane, which have a hydraulic cross-section of approximately 100 to 500 mm ² and alternating with the inflow and drain units ( 33 , 34 ) of the end plates ( 35 , 36 ) are connected, two cell frame parts forming an electrodialysis chamber ( 3 ) of the membrane stacking unit parallel to the sealing surface have distribution bore systems ( 4 , 5 ) which have the supply bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) radiatingly connect to the chamber interior ( 6 ) and in particular have hydraulic cross-sections from 0.04 to 6.5 mm ² and which of the two mirror-image-arranged cell frame parts ( 3 ) are each defined in half, and the continuous supply and connection bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) and the Ver partial bore systems ( 4 , 5 ) against each other and against the environment without contour seal du rch the frames themselves are sealed flat, and the frame and end plates are only two different types that can be arranged in stacks with up to four different process streams.

Die Versorgungs- und Verteilbohrungen, die auf zwei einander gegenüberliegenden Seitenrändern der Zell rahmen angeordnet sind, verbinden die einzelnen Elek trodialysekammern des gleichen Trennschrittes unter einander sowie mit den entsprechenden Versorgungs- und Verbindungssystemen der Endplatten. Im allgemeinen sind diese Bohrungen auf den Schmalseiten der recht eckigen Zellrahmen angebracht. Die Tatsache, daß nur zwei einander gegenüberliegende Seitenränder für die Versorgung bzw. Entsorgung und die dafür notwendigen Bohrungen vorgesehen sind, ermöglicht es, daß die Zellrahmen bzw. die Membranfläche nicht zwingend qua dratisch sein bzw. der Innenraum der Elektrodialyse kammer einem Quader mit quadratischer Grundfläche ent sprechen muß. Wie nachstehend ausgeführt wird, ist trotzdem die Erzeugung von mehr als zwei getrennten Elektrodialysekreisläufen möglich, was mit den bisher bekannten Membranstapeleinheiten ausgeschlossen war.The supply and distribution holes, which are on two opposite side edges of the cell frames are arranged, connect the individual elec trodialysis chambers of the same separation step below each other as well as with the corresponding supply and End plate connection systems. In general these holes are on the narrow sides of the right square cell frame attached. The fact that only two opposite side edges for the Supply or disposal and the necessary Holes are provided, which allows the Cell frame or membrane surface not necessarily qua be dramatic or the interior of the electrodialysis chamber ent a cuboid with a square base must speak. As explained below is still generating more than two separate ones Electrodialysis circuits possible, what with the previously known membrane stacking units was excluded.

Der gesamte Membranstapel wird, abgesehen von den End platten, durch mehrere Zellrahmen-Einheiten gebildet, die jeweils aus zwei miteinander korrespondierenden Zellrahmenteilen sowie einer für eine Ionensorte se lektiven Membran bestehen. Die Sequenz der Zellrahmen- Einheiten richtet sich nach dem speziellen Anwendungs fall. Die einzelnen Zellrahmen bestehen jeweils aus zwei Teilen, wobei auf der ebenen Rahmenfläche die je weils zugehörige ionenselektive Membran angeordnet ist (i.e. Membranseite), wobei die Membran zwischen den Zellrahmen auch noch zusätzliche Dichtfunktion gegen über der benachbarten Einheit übernehmen kann, aber dies nicht zwingend muß. Durch Aufeinanderlegen der jeweils anderen Zellrahmenflächen (i.e. Zellseite) wird eine Dialysekammer gebildet. Je zwei zueinander benachbarte und korrespondierende Zellrahmenteile zwi schen zwei Membranen sind in ihrem Aufbau spiegelbild lich zueinander. In diesem Zusammenhang ist unter "spiegelbildlichem Aufbau" zu verstehen, daß die bei den Zellrahmenteile, bezogen auf eine zwischen ihnen parallel zur Membran verlaufende Ebene, spiegelsymme trisch aufgebaut sind. Dies bedeutet, daß nicht nur die zu- bzw. abführenden Versorgungsbohrungen genau übereinander angeordnet sind, und die schon erwähnten Kanäle zu den Endplatten bilden, sondern auch Systeme von Verteilbohrungen von den entsprechenden Versor gungsbohrungen in die jeweilige Elektrodialysekammer führen. Die Verteilbohrungen der beiden einander be nachbarten Zellrahmenteile weisen, jede sogenannte Bohrung für sich gesehen, einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt auf. Durch Aufeinanderlegen der beiden spiegelbildlich zueinander aufgebauten Zellrahmenteile entstehen parallel zur Dichtfläche bzw. zur Membran fläche Verteilbohrungssysteme, wobei die einzelne Boh rung einen annähernd kreisförmigen Querschnitt auf weist. Die Verteilbohrungen werden also von den beiden Zellrahmenteilen je zur Hälfte definiert.The entire membrane stack will, apart from the end plates, formed by several cell frame units, each of two corresponding ones Cell frame parts and one for one type of ion selective membrane exist. The sequence of the cell frame Units depends on the specific application case. The individual cell frames each consist of two parts, each on the flat frame surface because associated ion-selective membrane is arranged (i.e. membrane side), with the membrane between the Cell frame also against additional sealing function can take over the neighboring unit, but this does not have to be mandatory. By stacking the each other cell frame surface (i.e. cell side) a dialysis chamber is formed. Two to each other neighboring and corresponding cell frame parts between The structure of two membranes is a mirror image to each other. In this regard, below "mirror image structure" to understand that the at the cell frame parts, related to one between them plane parallel to the membrane, mirror symmetry are built up trically. This means that not only the supply and discharge supply holes exactly are arranged one above the other, and those already mentioned Form channels to the end plates, but also systems of distribution holes from the appropriate supplier holes in the respective electrodialysis chamber to lead. The distribution holes of the two be each other neighboring cell frame parts, each so-called Hole seen in itself, an approximately semicircular Cross section on. By stacking the two Cell frame parts constructed in mirror image to each other arise parallel to the sealing surface or to the membrane surface distribution drilling systems, the individual Boh tion has an approximately circular cross-section points. The distribution holes are therefore from the two Half of the cell frame parts defined.

Je nach der erforderlichen Zahl von Prozeßströmen, die normalerweise im Bereich zwischen 2 und 4 liegt, je doch auch gewünschtenfalls größer als 4 sein kann, sind an den Seitenrändern der Zellrahmen eine ent sprechende Anzahl von Versorgungsbohrungssystemen vor zusehen, die eine Führung der Prozeßströme senkrecht zur Membranebene ermöglichen. Die Zahl dieser Versor gungsbohrungen, die allgemein ein ganzzahliges Viel faches der Anzahl der Prozeßströme ist und in der Praxis im Bereich von 4 bis 20 liegt, jedoch auch noch größer gewählt werden kann, ist weiter von der Breite der Kammer und damit von der geforderten Membranfläche je Zellkammer abhängig, da eine gleichmäßige Anströ mung der Membranfläche nur dann gewährleistet ist, wenn der Zustrom der zu trennenden Lösung gleichmäßig über die gesamte Seitenlänge der Kammer und damit über die gesamte Membranfläche erfolgt. Analoge Überlegun gen sind auch für das Abströmen der Lösungen anzustel len. Der Abzug der die jeweilige Kammer durchströmen den Lösung erfolgt auf der der Zufuhrseite gegenüber liegenden Seite der Elektrodialysekammer mit Hilfe von Verteilbohrungen und Versorgungsbohrungen der gleichen Geometrie und Anordnung zueinander, wie sie auch die Versorgungs- und Verteilbohrungen auf der Zufuhrseite aufweisen. Erfindungsgemäß werden alle Elektrodialyse kammern in gleicher Richtung und parallel durchströmt.Depending on the required number of process streams, the normally ranges between 2 and 4, each but can also be larger than 4 if desired, are ent on the side edges of the cell frame speaking number of supply well systems watch a guide of the process streams vertically to the membrane level. The number of this supplier drilling, which is generally an integer lot times the number of process streams and in the Practice ranges from 4 to 20, however, still does can be chosen larger is wider from the width the chamber and thus the required membrane area depending on the cell chamber, since there is an even flow the membrane surface is only guaranteed if the inflow of the solution to be separated is even over the entire side length of the chamber and thus over the entire membrane surface takes place. Analogous consideration conditions are also required for the outflow of the solutions len. The fume hood that flows through the respective chamber the solution is on the opposite side of the feed side lying side of the electrodialysis chamber with the help of Distribution holes and supply holes of the same Geometry and arrangement to each other, as they do Supply and distribution holes on the supply side exhibit. According to the invention, all electrodialysis flowed through chambers in the same direction and in parallel.

Falls es sinnvoll für einen bestimmten Anwendungsfall sein sollte, so können die Prozeßströme auch gegen läufig geführt werden, solange die Membranen die sich dann ausbildenden Druckdifferenzen halten können.If it makes sense for a specific application should be, the process streams can also be against be kept in line as long as the membranes meet can then maintain pressure differences.

Durch entsprechende Anordnung der Verteilbohrungen in Systemen, die jeweils nur eine bestimmte und definier te Zahl von Versorgungsbohrungen strahlenförmig auf eine Seitenlänge einer Zelle sich gleichmäßig vertei lend, mit der jeweiligen Elektrodialysekammer verbin den, wird erreicht, daß die Kammern gleichmäßig an und abgeströmt werden. Dadurch wird ein hydraulisch exakt definierbares, in gebrauchsfertigem Zustand, d.h. bei aufeinandergelegten, symmetrisch zueinander angeordneten Zellrahmenteilen, röhrenförmiges An- und Abströmsystem für jede Kammer gebildet. Dieses System garantiert die erwünschte gleichmäßige Verteilung des jeweiligen Prozeßstromes aus den entsprechenden Ver teilbohrungen auf die Kammer, da es geometrisch nicht variabel ist. Die Strömungsverteilung wird nicht in die Kammer selbst verlegt, da hier eine gleichmäßige Strömungsverteilung nicht mehr definiert werden kann. Vielmehr wird schon im Zellrahmenbereich durch diese Verteilsysteme die Verteilung der Prozeßströme vor genommen, wodurch eine völlig gleichmäßige Verteilung der Prozeßströme auf die einzelnen Zellen möglich ist und so keine Zonen geringer Durchmischung der Lösungen und damit auch keine Zonen erhöhter Konzentrationspo larisation in den Zellen ausgebildet werden können.By arranging the distribution holes accordingly Systems that each only have a specific and definable te number of supply boreholes in a radial shape one side of a cell is evenly distributed lend, with the respective electrodialysis chamber the, it is achieved that the chambers evenly and be blown away. This makes a hydraulic exactly definable, ready to use, i.e. when stacked, symmetrical to each other arranged cell frame parts, tubular attachment and Drainage system formed for each chamber. This system guarantees the desired even distribution of the respective process stream from the corresponding Ver partial holes on the chamber as it is not geometrically is variable. The flow distribution is not in the chamber itself relocated, since here an even one Flow distribution can no longer be defined. Rather, this is already in the cell frame area Distribution systems before the distribution of the process streams taken, creating a completely even distribution the process flows to the individual cells is possible and so no zones of low mixing of the solutions and therefore no zones of increased concentration larization can be formed in the cells.

Wichtig bei den erfindungsgemäßen wie auch den bisher bekannten Membranstapeleinheiten ist eine effiziente Abdichtung der einzelnen Prozeßströme gegeneinander.Important in the inventive as well as in the previous known membrane stacking units is an efficient one Sealing the individual process streams against each other.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem immer wie der gravierende Probleme in dieser Hinsicht auftraten, wird die Dichtung sowohl der durchgehenden Versor gungsbohrungen als auch der einzelnen An- und Abström systeme aufgrund der ebenen Konstruktion der Zellrah men dadurch erreicht, daß die einzelnen Rahmenteile durch ihre flache Konstruktion auf der einen, und mit der Membran auf der anderen Seite ohne zusätzliche Konturendichtung flach gegeneinander und gegen die Umgebung abgedichtet werden. Dadurch wird nicht nur die Dichtleistung deutlich verbessert, sondern auch erreicht, daß keine voluminösen Dichtungssysteme bei einer größeren Zahl von Membraneinheiten zu einem für die Praxis ungeeigneten, weil nicht mehr handhabbaren und darüber hinaus unwirtschaftlichen Membranstapel führen.In contrast to the prior art, which always like who had serious problems in this regard, the seal becomes both the continuous supply supply holes as well as the individual inflow and outflow systems due to the flat construction of the Zellrah men achieved in that the individual frame parts due to their flat construction on one and with the membrane on the other hand without additional Contour seal flat against each other and against Environment to be sealed. This will not only the sealing performance significantly improved, but also achieved that no voluminous sealing systems a larger number of membrane units to one for unsuitable in practice because it is no longer manageable and in addition uneconomical membrane stack to lead.

Eine weitere konstruktive Vereinfachung resultiert daraus, daß jeweils zwei einander benachbarte, eine Elektrodialysekammer der Membranstapeleinheit bildende Zellrahmenteile spiegelbildlich zueinander aufgebaut sind. Durch diesen spiegelbildlichen Aufbau wird er reicht, daß man Membranstapel mit bis zu vier getrenn ten Kreisläufen, die in der Praxis für die meisten Trennprobleme ausreichen, aus nur zwei unterschied lichen Zellrahmentypen aufbauen kann. Dies vereinfacht den konstruktiven Aufwand und führt zu einem ökono mischeren Einsatz der erfindungsgemäßen Membranstapel einheiten.Another constructive simplification results from the fact that two are adjacent to each other, one Membrane stacking unit forming electrodialysis chamber Cell frame parts constructed in mirror image to each other are. Because of this mirror-image structure, it becomes it is sufficient to separate the membrane stack with up to four circuits that are in practice for most Separation problems are sufficient, for only two differences can build cell frame types. This simplifies it the constructive effort and leads to an economy mixer use of the membrane stack according to the invention units.

Zudem kann mit dem erfindungsgemäßen System ein Mem branstapel aufgebaut werden, der zum einen eine streng parallele Strömungsführung der einzelnen getrennten Kreisläufe aufweist und der zum anderen hinsichtlich der Membranfläche dadurch variiert werden kann, daß nur die Längsseiten der Zellen in der Größe verändert, d.h. vergrößert oder verkleinert werden können, ohne daß die Gesamtabmessungen des Membranstapels dadurch geometrischen Zwängen unterliegen. Gerade die in allen Zellen gleichmäßige und streng parallele Strömungsfüh rung der einzelnen getrennten Kreisläufe hat zur Fol ge, daß es nicht mehr wie in bisher bekannten Einhei ten zum Aufbau von unerwünschten lokalen Druckdiffe renzen zwischen den einzelnen Kammern kommen kann. Entsprechend sind auch die Konzentrationsgradienten sowohl in Strömungsrichtung als auch senkrecht zur Strömungsrichtung aufgrund der Konstruktion der Zell rahmen für den Trennprozeß optimal.In addition, a mem to be built on the one hand a strict parallel flow of the individual separate Cycles and the other in terms of the membrane area can be varied in that just resized the long sides of the cells, i.e. can be enlarged or reduced without that the overall dimensions of the membrane stack subject to geometric constraints. Especially in all of them Cells flow evenly and strictly parallel The individual separate circuits have the consequence ge that it is no longer as in previously known units to build up undesirable local pressure differences boundaries between the individual chambers can come. The concentration gradients are also corresponding both in the direction of flow and perpendicular to Flow direction due to the construction of the cell frame for the separation process optimal.

Membranstapel, die für die praktische Anwendung in Trennprozessen mit bis zu vier unterschiedlichen Pro zeßströmen geeignet sind, können bis zu einigen hun dert Zellrahmeneinheiten, d.h. Zellen gemäß der vor liegenden Erfindung, aufweisen. Entscheidend für die Zahl der Einzelzellen ist das jeweilige Trennproblem, das nicht nur die Gesamtfläche der Trennmembranen, sondern auch die Verfahrensweglänge für den jeweiligen Trennprozeß bestimmt. Je nach den für das spezielle Trennproblem charakteristischen Erfordernissen können Membranfläche und Verfahrensweglänge über die Zahl der Zellrahmeneinheiten sehr leicht optimal angepaßt wer den. Dabei führt auch eine im Falle einer notwendigen Vergrößerung der Membranfläche notwendig werdende Er höhung der Anzahl der Zelleinheiten zu gut handhabba ren und für die Praxis geeigneten Membranstapeln, weil aufgrund der nicht-quadratischen Vorgabe der Zellrah men ein limitierender geometrischer Zwang entfällt.Membrane stack that is for practical use in Separation processes with up to four different pro streams can be up to a few hun different cell frame units, i.e. Cells according to the before lying invention. Crucial for that The number of individual cells is the respective separation problem, not only the total area of the separation membranes, but also the process path length for each Separation process determined. Depending on the specific Separation problem can be characteristic requirements Membrane area and process path length over the number of Cell frame units very easily optimally adapted to anyone the. This also leads to a necessary one Enlargement of the membrane area becomes necessary Increase in the number of cell units too easy to handle and suitable membrane stacks because due to the non-quadratic specification of the cell frame there is no geometrical constraint.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfüh rungsbeispiels mittels der Fig. 1 bis 8 näher er läutert. Dabei zeigenThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment using FIGS . 1 to 8. Show

Fig. 1 eine Aufsicht auf einen geteilten Zellrahmen eines der beiden gemäß der vorliegenden Er findung geeigneten Typs I, Fig. 1 is a plan view of a split cell frame one of the two according to the present invention suitable type I,

Fig. 2 eine Aufsicht auf einen geteilten Zellrahmen des zweiten gemäß der Erfindung geeigneten Typs II, Fig. 2 is a plan view of a divided cell of the second frame according to the invention suitable type II,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Membranstapel unter Aufsicht auf vier aufeinanderfolgende Zell rahmeneinheiten, die jeweils aus zwei Zellrah menteilen und einer Membran gebildet werden, und die jeweils verschiedene Prozeßströme füh ren, Figure 3 units of frames. A section of the membrane stack under plan view of four consecutive cell, the management rush each of two Zellrah and a membrane to be formed and ren respectively different process streams füh,

Fig. 4 einen Schnitt durch ein Anströmsystem in den Zellrahmen, Fig. 4 shows a section through a Anströmsystem in the cell frame,

Fig. 5 und 6 Aufsichten auf die beiden Endplatten schicht-Typen mit den unterschiedlichen Ver sorgungssystemen für die auf den Zellrahmen befindlichen Versorgungsbohrungen, FIGS. 5 and 6 are plan views of the two end plates in layers with the different types of supply systems for the Ver located on the cell frame supply holes,

Fig. 7 einen Schnitt durch eine Endplatteneinheit für vier getrennte Prozeßkreisläufe, und Fig. 7 shows a section through an end plate unit for four separate process circuits, and

Fig. 8 beispielhaft ein Schema für eine aus vier Kam mern bestehende Membranstapeleinheit. Fig. 8 shows an example of a diagram for a membrane stack unit consisting of four chambers.

An den einander gegenüberliegenden inneren Seitenrän dern 1 und 2 (in Fig. 1) der rechteckigen, flach-ebe nen Zellrahmen 3 des Typs (I), die vorzugsweise eine Dicke von 0,3 bis 1,5 mm haben, ist eine Mehrzahl von kanalartig vertieften, jeweils in fertigem Zustand je einen Querschnitt von etwa 0,04 mm² bis 6,5 mm² bil denden und etwa einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisenden Verteilbohrungen, zusammengefaßt in den Systemen 4, vorgesehen, durch die die Lösung aus den entsprechenden Versorgungsbohrungen 8 in die vom Zell rahmen 3 umfaßte Dialysekammer 6 geführt wird. Ein zweiter, zu dem beschriebenen Zellrahmen zur Achse 21 spiegelsymmetrisch aufgebauter Zellrahmen des gleichen Typs (I) - erzeugbar durch Drehung des Rahmens Typ (I) um die Achse 21 - weist die entsprechende andere Hälf te von kanalartig vertieften Strömungssystemen glei chen Querschnitts auf, so daß durch Aufeinanderlegen zweier Hälften derartiger, spiegelsymmetrisch zuein ander aufgebauter Zellrahmen ein geschlossenes Strö mungssystem entsteht, innerhalb dessen von den ent sprechenden Versorgungsbohrungen 8 die zu trennende Lösung durch kanalartige Röhren in die Dialysekammer 6 eingeführt wird. Die derartig hydraulisch genau defi nierten rohrartigen Anströmsysteme sorgen durch ihre Ausbildung für eine gleichmäßige Anströmung bzw. Ab strömung des Zellrahmens 6 über die beiden Seitenrän der 1 bzw. 2.On the opposite inner side margins 1 and 2 (in FIG. 1) of the rectangular, flat-level cell frame 3 of type (I) , which preferably have a thickness of 0.3 to 1.5 mm, is a plurality of channel-like recess, in each case mm in finished state each have a cross section of about 0.04 ² to 6, 5 mm ² bil transmitting and approximately a semi-circular cross-section having Verteilbohrungen summarized in the systems 4 are provided, through which the solution from the respective supply holes 8 in the cell frame 3 covered dialysis chamber 6 is performed. A second cell frame of the same type (I) of mirror-symmetrical construction to the described cell frame with respect to axis 21 - which can be produced by rotating frame type (I) about axis 21 - has the corresponding other half of channel-like recessed flow systems of the same cross-section, so that by laying two halves of such, mirror-symmetrical to each other cell frame a closed flow system is created, within which of the speaking supply holes 8, the solution to be separated is introduced through channel-like tubes into the dialysis chamber 6 . The hydraulically precisely defined tubular flow systems of this type ensure, by their design, that there is a uniform flow or flow from the cell frame 6 over the two side rims of FIGS. 1 and 2 .

Der zweite Zellrahmen-Typ (II) (vgl. Fig. 2) zeichnet sich dadurch aus, daß die Versorgungsbohrungen 9 über entsprechend, wie oben beschrieben, kanalartig ver tiefte Verteilbohrungen, zusammengefaßt in Systemen 5, mit dem Inneren der Dialysekammer 6 in Verbindung ste hen. Auch hier werden durch Aufeinanderlegen zweier zur Achse 22 spiegelsymmetrisch zueinander aufgebauter Zellrahmenteile des gleichen Typs (II) - Drehung um Achse 21 - hydraulisch genau definierte rohrartige Anström- und Abströmsysteme für das Zellinnere defi niert, so daß eine gleichmäßige Anströmung bzw. Ab strömung des Zellrahmens 6 über die Seite 1 bzw. über die Seite 2 erfolgt.The second cell frame type (II) (see. Fig. 2) is characterized in that the supply holes 9 via corresponding, as described above, channel-like ver deep distribution holes, summarized in systems 5 , with the interior of the dialysis chamber 6 in connection hen. Here, too, by laying two to the axis 22 mirror-symmetrically constructed cell-frame parts of the same type (II) - rotation axis 21 - hydraulic well defined tubular inflow and Abströmsysteme for the cell interior defi ned so that a uniform flow to or from the flow of the cell frame 6 via page 1 or via page 2 .

Wie anhand von Fig. 1 und 2 leicht erkannt wird, wird mit Hilfe der beiden Zellrahmen-Typen I und II (in Fig. 1 bzw. Fig. 2) ein Trennsystem mit zwei getrenn ten Prozeßkreisläufen definiert. Eine Drehung der zu sammengesetzten oben beschriebenen und eine fertige Zelle bildenden Rahmentypen um 180° um die Achse 20 führt zu zwei weiteren, im Typ identischen Zellrahmen, in denen - bei Übereinanderlegen der jeweiligen Zell rahmen - zwei weitere Versorgungsbohrungen 11 und 10 (vgl. Fig. 3) vorhanden sind, 11 wird durch diese Dre hung aus 8 bzw. 10 aus 9 erzeugt, wobei diese Versor gungsbohrungen ebenfalls von den Endplatten her ange strömt werden können und über die die jeweiligen Ver teilungsbohrungssysteme für die jeweilige Zellkammer angeströmt werden. Die für die Fig. 1 und 2 beschrie benen Vorteile gelten natürlich in analoger Weise auch für die die beiden weiteren Prozeßkreisläufe definie renden Zellrahmeneinheiten.As apparent from FIGS. 1 and 2 is easily recognized, (2 in Fig. 1 or Fig.) Defines a separation system with two getrenn th process circuits using the two cell-frame types I and II. A rotation of the frame types described above and forming a finished cell by 180 ° about the axis 20 leads to two further cell frames of identical type, in which - when the respective cell frames are superimposed - two further supply bores 11 and 10 (see FIG . are available 3), 11 by these Dre hung from 8 or produced from 9 10, wherein said versor also supply holes of the end plates forth is to be flowing and the respective Ver distribution hole systems are flows for the particular cell chamber. The advantages described for FIGS . 1 and 2 naturally also apply in an analogous manner to the cell frame units defining the two further process circuits.

In die aus zwei aufeinanderliegenden Zellrahmen 3 ge bildete Zellkammer (entsprechend 6) wird als Abstand halter für die beidseitig aufliegenden Membranen ein den geometrischen Abmessungen der Kammer 6 angepaßtes netzförmiges Gewebe 7 eingelegt. Dieses dient nicht nur als mechanische Stütze und als Abstandhalter für die Membran, sondern gleichzeitig auch als Turbulenz promotor und sorgt in der Zelle 6 dafür, daß eine gleichmäßige Turbulenz der Strömung über die gesamte Membranoberfläche erzeugt wird und somit die Grenz schichtdicke auf den Membranen definierbar wird.In the ge from two superimposed cell frames 3 formed cell chamber (corresponding to 6 ) is inserted as a spacer for the double-sided membranes a geometric dimensions of the chamber 6 adapted mesh-like tissue 7 . This serves not only as a mechanical support and as a spacer for the membrane, but also as a turbulence promoter and ensures in cell 6 that a uniform turbulence of the flow is generated over the entire membrane surface and thus the boundary layer thickness on the membranes can be defined .

Die parallel zur Membranfläche im Zellrahmen verlau fenden Verteilbohrungssysteme 4 und 5 stehen mit den Versorgungsbohrungen 8 und 9 auf den Seitenrändern der Zellrahmen 3 in Verbindung. Die Versorgungsbohrungen 8 und 9 in den Seitenrändern der Zellrahmen 3 korrespon dieren nicht nur mit den Bohrungen in den Membranen und Endplatten, sondern sind darüber hinaus auch noch geometrisch so angeordnet, daß bei den zur Erzeugung eines Mehrkammerstapels notwendigen Drehungen der Zellrahmen 3 der Fig. 1 und 2 der freie Strömungsquer schnitt in diesen Versorgungsbohrungen 8 und 9 und den nach Drehungen dazu korrespondierenden Versorgungs bohrungen 10 und 11 (Fig. 3) durchgehend bis zu den Endplatten gewahrt bleibt.The parallel to the membrane surface in the cell frame fauve distribution drilling systems 4 and 5 are connected to the supply holes 8 and 9 on the side edges of the cell frame 3 . The supply holes 8 and 9 in the side edges of the cell frame 3 correspond not only with the holes in the membranes and end plates, but are also geometrically arranged so that the cell frame 3 of FIG. 1 is necessary for the rotations required to generate a multi-chamber stack and 2 of the free flow cross section in these supply bores 8 and 9 and the corresponding supply bores 10 and 11 after rotation ( FIG. 3) is maintained continuously up to the end plates.

Der Zellrahmen 3 in Fig. 1 unterscheidet sich vom Zellrahmen 3 in Fig. 2 nur durch die Ausbildung und Zuordnung der Verteilbohrungssysteme 4 und 5 zu den Versorgungsbohrungen 8 und 9. Während die Versorgungs bohrungen in ihrer nicht zugeordneten Gesamtheit sym metrisch zu den Achsen 20 und 21 der Zellrahmen ange ordnet sind, sind die Verteilungsbohrungen 4 und 5 im Typ (I) der Fig. 1 und im Typ (II) der Fig. 2 hin sichtlich der Achse 20 asymmetrisch, jedoch hinsicht lich der Achse 21 (in Fig. 1 und 2) symmetrisch. Durch diese Kombination von Symmetrie/Asymmetrie der Strö mungsführungsvorrichtungen ist es mit zwei unter schiedlichen Zellrahmen-Typen (I) und (II) möglich, einen Mehrkammer-Membranstapel mit bis zu vier ge trennten Kreisläufen zu erzeugen, wobei darüber hinaus das Prinzip der geteilten Zellrahmen mit den darge stellten Vorteilen beibehalten werden kann.The cell frame 3 in FIG. 1 differs from the cell frame 3 in FIG. 2 only in the design and assignment of the distribution drilling systems 4 and 5 to the supply holes 8 and 9 . While the supply holes in their unassigned entirety are arranged symmetrically to the axes 20 and 21 of the cell frame, the distribution holes 4 and 5 in type (I) of FIG. 1 and in type (II) of FIG. 2 are clearly visible the axis 20 asymmetrical, however with regard to the axis 21 (in FIGS. 1 and 2) symmetrical. Through this combination of symmetry / asymmetry of the flow guide devices, it is possible with two different cell frame types (I) and (II) to produce a multi-chamber membrane stack with up to four separate circuits, with the principle of the divided cell frame also being used with the advantages presented can be maintained.

Die beiden Seitenränder 12 und 13 des Zellrahmens 3 haben gemäß dem wie oben beschrieben aufgebauten Mem branstapel keine Versorgungs- und Entsorgungsfunktion mehr zu übernehmen. Dadurch stehen diese beiden Seiten ohne Einschränkung für eine Variation der Seitenlänge der Zellrahmen und damit natürlicherweise auch der Membranfläche und der Verfahrensweglänge pro Einheit zur Verfügung. Dadurch läßt sich das durch die vorlie gende Anmeldung beschriebene Prinzip auf Membranflä chen jeder beliebigen Größe leicht übertragen.The two side edges 12 and 13 of the cell frame 3 have no supply and disposal function to take over according to the membrane stack constructed as described above. As a result, these two sides are available without restriction for a variation in the side length of the cell frame and thus naturally also in the membrane area and the process path length per unit. As a result, the principle described by the vorlie application can easily be transferred to membrane surfaces of any size.

Fig. 3 zeigt die geometrische Anordnung der oben be schriebenen Membranstapeleinheiten gemäß der vorlie genden Erfindung. Die Zellrahmen 22 und 26 entsprechen den oben beschriebenen Zellrahmen des Typs (I), wobei 26 ein Zellrahmen des Typs (I) in der in Fig. 1 dar gestellten Anordnung ist und 22 dadurch entsteht, daß der in Fig. 1 dargestellte Zellrahmen um 180° um die Achse 21 gedreht wurde. Entsprechendes gilt auch für die Zellrahmen 27 und 23 in Fig. 3: 27 entspricht dem oben beschriebenen Zellrahmen des Typs (II), der in Fig. 2 dargestellt ist, während 23 aus dem in Fig. 2 dargestellten Zellrahmen durch Drehung um 180° um die Achse 21 entsteht. Die jeweiligen Zellen entstehen durch Aufeinanderlegen der beiden Zellrahmen, die - wie beschrieben - zueinander in bestimmter Weise spie gelsymmetrisch aufgebaut sind. Zwischen den einzelnen Zellrahmen 22 und 27, 23 und 28, 24 und 29, sowie wei ter fortfahrend zwischen 25 und 26, wobei sich hier der Kreis schließt, sind die Membranen 30 angeordnet, deren Bohrungen auf den beiden einander gegenüberlie genden Seiten mit den Versorgungsbohrungen der Zell rahmen übereinstimmen. Die Zellrahmenkombination 25/29 wurde erzeugt durch eine 180°-Drehung der Kombination 22/26 um die Achse 20 (vgl. Fig. 1 und 2), entspre chend die Zellrahmenkombination 24/28 aus 23/27. Fig. 3 shows the geometric arrangement of the above-described membrane stacking units according to the vorlie invention. The cell frames 22 and 26 correspond to the cell frames of type (I) described above, wherein 26 is a cell frame of type (I) in the arrangement shown in FIG. 1 and 22 arises from the fact that the cell frame shown in FIG. 1 by 180 ° was rotated about axis 21 . The same applies to the cell frames 27 and 23 in FIG. 3: 27 corresponds to the cell frame of the type (II) described above, which is shown in FIG. 2, while 23 from the cell frame shown in FIG. 2 by rotation by 180 ° the axis 21 is created. The respective cells are created by stacking the two cell frames, which - as described - are mirror-symmetrical to each other in a certain way. Between the individual cell frames 22 and 27 , 23 and 28 , 24 and 29 , and Wei ter continuing between 25 and 26 , here the circle closes, the membranes 30 are arranged, the holes on the two opposite sides with the supply holes the cell frame match. The cell frame combination 25/29 was generated by a 180 ° rotation of the combination 22/26 about the axis 20 (see FIG. FIGS. 1 and 2), and accordingly the cell frame combination 24/28 from 23/27.

Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, werden die Elektro dialysekammern der Zellrahmenkombination 22/26 über die Versorgungsbohrungen 8 mit Lösung versorgt. Bei den hier dargestellten insgesamt 4 x 3 = 12 Bohrungen auf jeder der beiden einander gegenüberliegenden Sei ten, 4 steht hier für die Anzahl der Prozeßströme, sind dies für die Zellrahmenkombination 22/26 (von dem linken Rand an gezählt) die erste, fünfte und neunte Bohrung, die über die Verteilsysteme mit dem Inneren der jeweils gebildeten Kammer in Verbindung stehen. Die durch diese Versorgungsbohrungen herangeführte Lösung wird über die sternförmig von den Bohrungen ausgehenden Verteilbohrungssysteme, die in Fig. 3 ge strichelt dargestellt sind und in Wirklichkeit zwi schen den Zellrahmen-Hälften liegen und dadurch in der Abbildung nicht zu sehen sind, in das Zellinnere ge führt und dort mit den auf den Seiten der Zellrahmen aufgebrachten Membranen 30 in Kontakt gebracht.As can be seen from Fig. 3, the electromagnets are dialysis chambers of the cell frame combination 22/26 supplied via the supply holes 8 with solution. In the here total illustrated 4 x 3 = 12 holes on each of the two Be opposing th, 4 stands for the number of process streams, these are (counted from the left margin) for the cell-frame combination 22/26, the first, fifth, and ninth borehole, which are connected to the interior of the respective chamber via the distribution systems. The solution introduced by these supply holes is led into the interior of the cell via the star-shaped distribution drilling systems which are shown in broken lines in FIG. 3 and are in reality between the cell frame halves and are therefore not shown in the figure and there brought into contact with the membranes 30 applied to the sides of the cell frames.

Die durch die Zellrahmenkombination 23/27 begrenzte Elektrodialysezelle wird von den Endplatten her über die Bohrungen 9 versorgt. Dies sind (wiederum vom lin ken Rand des Zellrahmens gezählt) die zweite, sechste und zehnte Bohrung. In analoger Weise wie bei der Zellrahmenkombination 22/26 wird die Lösung über die (gestrichelt dargestellten) Verteilbohrungen in das Zellinnere geführt und dort mit den Membranen 30 in Kontakt gebracht. The / 27 limited electrodialysis cell through the cell frame combination 23 is supplied from the end plates forth across the holes. 9 These are the second, sixth and tenth holes (again counting from the left edge of the cell frame). In an analogous manner as in the cell-frame combination 22/26, the solution is on (shown in phantom) Verteilbohrungen into the cell and taken out therein with the membranes 30 in contact.

Analoge Überlegungen gelten auch für die Zellrahmen kombinationen 24/28 und 25/29, bei denen die Versor gungsbohrungen 10 und 11 jeweils (vom linken Rand des Zellrahmens gezählt) die dritte, siebte und elfte, bzw. vierte, achte und zwölfte Bohrung auf den Sei tenrändern der jeweiligen Zellrahmen sind. Auch hier sind die Verteilbohrungssysteme gestrichelt darge stellt, weil nicht zu sehen.Similar considerations also apply to the cell frame combinations 24/28 and 25/29, where the versor supply holes 10 and 11, respectively (counting from the left edge of the cell frame), the third, seventh and eleventh, or fourth, eighth and twelfth hole on the Be ten edges of the respective cell frame. Here too, the distribution drilling systems are shown in dashed lines because they cannot be seen.

Fig. 3 ist ebenfalls zu entnehmen, daß die Zellrahmen jeweils aus zwei zueinander spiegelsymmetrisch aufge bauten Zellrahmenteilen, die in den einzelnen unter schiedlichen räumlichen Lagen mit 22 bis 29 bezeichnet sind, aufgebaut sind. Die einzelnen Zellrahmen sind, wie oben beschrieben, jeweils durch eine Membran von einander getrennt. Fig. 3 can also be seen that the cell frames are each constructed from two mutually mirror-symmetrically constructed cell frame parts, which are designated with 22 to 29 in different spatial locations. As described above, the individual cell frames are each separated from one another by a membrane.

Das in Fig. 3 beschriebene System unterscheidet sich von den quadratischen Systemen des Standes der Technik dadurch, daß die herkömmlichen Zellrahmensysteme je weils nur zwei Prozeßkreisläufe, mit einer Zellversor gung in zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Zell rahmen, unterbringen konnten. Vier Kreisläufe wurden dadurch erzeugt, daß alle vier Seiten dieser Rahmen für die An- und Abströmung der Zellen herangezogen wurden, was den schon beschriebenen diagonalen Strö mungsverlauf, von Zelle zu Zelle um 90° verdreht, mit den beschriebenen Nachteilen ergibt. Im Gegensatz dazu werden bei der erfindungsgemäßen Mehrkammer-Membran stapeleinheit in nur zwei einander gegenüberliegenden Seiten eines Rechtecks die Versorgung und die Entsor gung der Elektrodialysezellen für beispielsweise vier getrennte Kreisläufe untergebracht. Dies geschieht in der Form, daß eine gleichmäßige Zu- und Abströmung der Zellkammer in jeder Zelle mit gleicher Sicherheit ge währleistet ist und dadurch ein streng paralleler Ver fahrensweg durch die erfindungsgemäße Anordnung er zwungen wird.The system described in Fig. 3 differs from the quadratic systems of the prior art in that the conventional cell frame systems were able to accommodate only two process cycles, with a cell supply in two opposite sides of the cell frame. Four circuits were created by using all four sides of this frame for the inflow and outflow of the cells, which results in the diagonal flow profile already described, rotated by 90 ° from cell to cell, with the disadvantages described. In contrast, in the multi-chamber membrane stack unit according to the invention, the supply and disposal of the electrodialysis cells for, for example, four separate circuits are accommodated in only two opposite sides of a rectangle. This is done in such a way that a uniform inflow and outflow of the cell chamber in each cell is guaranteed with the same certainty, and thereby a strictly parallel travel path through the arrangement according to the invention is forced.

Dies wird in Fig. 4 nochmals verdeutlicht. 22 und 26 stellen dabei die beiden spiegelsymmetrisch zueinander aufgebauten Zellrahmenteile dar, die auf je einer Sei te der flachen Rahmen mit einer Membran 30 beauf schlagt sind. Durch die Versorgungsbohrungen 8 wird die zu trennende Lösung herangeführt, die durch Ver teilbohrungen aus Systemen 4 bzw. 5 ins Zellinnere 6 geführt und damit dem elektrischen Feld ausgesetzt wird. Die elektrische Potentialdifferenz bewirkt eine Trennung der Kationen und Anionen, die nur die jeweils für sie spezifische Membran passieren können. Der Lö sungsstrom im Inneren der Elektrodialysezelle 6 ver armt somit an Ionen oder wird je nach Membrananordnung aufkonzentriert. Zur Stütze der Membran und zur Ver besserung der Strömungsführung im Gesamtsystem dient das in seinen geometrischen Abmessungen der Größe der Kammer 6 angepaßte netzförmige Gewebe 7.This is illustrated again in FIG. 4. 22 and 26 represent the two mirror-symmetrically constructed cell frame parts, each of which has a diaphragm 30 on one side of the flat frame. Through the supply holes 8 , the solution to be separated is introduced, which is passed through partial holes from systems 4 and 5 into the cell interior 6 and is thus exposed to the electric field. The electrical potential difference causes a separation of the cations and anions, which can only pass through the membrane specific for them. The solution current in the interior of the electrodialysis cell 6 is therefore poor in ions or is concentrated depending on the membrane arrangement. To support the membrane and to improve the flow guidance in the overall system, the reticulated mesh 7 is adapted in its geometric dimensions to the size of the chamber 6 .

Im Anwendungsfall werden entsprechend vormontierte Einheiten 15, 16, 17 und 18 (Fig. 3), bestehend aus einer Folge Rahmen, Membran, Rahmen, in der vorbe schriebenen Weise gestapelt. Diese vorgefertigten Ein heiten haben den Vorteil, daß die sehr empfindlichen Membranen an einem dafür geeigneten Ort zwischen die Zellrahmen gelegt werden und auch dort schon soweit befestigt werden können, daß sie für die weitere Ver arbeitung, die oft unter für die Membranen nicht zu träglichen Bedingungen stattfindet, zumindestens etwas geschützt sind und darüber hinaus dadurch die Stape lung wesentlich vereinfacht wird. In the application, appropriately preassembled units 15 , 16 , 17 and 18 ( FIG. 3), consisting of a sequence frame, membrane, frame, are stacked in the manner described above. These prefabricated units have the advantage that the very sensitive membranes are placed in a suitable location between the cell frames and can also be fastened there so far that they can be used for further processing, often under conditions that are not too tolerable for the membranes takes place, are at least somewhat protected and, in addition, the stacking is considerably simplified.

Fig. 5 zeigt die Aufsicht auf eine Endplatte 35, wel che über Zu- und Abflußbohrungen 34 und ein Verteil bzw. Sammelsystem 31 die Versorgung und Entsorgung des Membranstapels für einen Lösungskreislauf auf die Ver sorgungsbohrungen 8 vornimmt. Durch Drehung der End platte 35 um die Achse 20 erhält man (mit demselben Endplatten-Typ) eine weitere Endplatte, mit der die Versorgungsbohrungen 11 versorgt und entsorgt werden können, wodurch der zweite Kreislauf gebildet wird. Die in Fig. 5 dargestellten Bohrungen 33 sind dieje nigen Durchführungsbohrungen für die Ein- und Ausspei sung der benachbarten Endplattenschicht, welche in Fig. 6 dargestellt ist. Die in Fig. 6 dargestellte Endplattenschicht 36 versorgt und entsorgt entspre chend den für Fig. 5 angegebenen Erläuterungen über die Bohrungen 33 und die Verteilsysteme 32 die Versor gungsbohrungen 9, womit sich der dritte Kreislauf er gibt. Entsprechend kann auch diese Endplatte 36 um die Achse 20 um 180° gedreht werden, wobei dann eine Ver sorgung der Versorgungsbohrungen 10 möglich ist, was dem vierten Kreislauf entspricht. Fig. 5 shows a plan view of an end plate 35 , which che via supply and drain holes 34 and a distribution or collection system 31, the supply and disposal of the membrane stack for a solution circuit on the United supply holes 8 makes. By rotating the end plate 35 about the axis 20 , one obtains (with the same end plate type) a further end plate with which the supply bores 11 can be supplied and disposed of, thereby forming the second circuit. The bores 33 shown in FIG. 5 are those feedthrough holes for feeding and discharging the adjacent end plate layer, which is shown in FIG. 6. The end plate layer 36 shown in FIG. 6 supplies and disposed of accordingly to the explanations given for FIG. 5 about the bores 33 and the distribution systems 32, the supply bores 9 , which gives the third circuit. Accordingly, this end plate 36 can be rotated about the axis 20 by 180 °, a supply of the supply bores 10 then being possible, which corresponds to the fourth circuit.

Die Versorgungsbohrungen 8, 9, 10 und 11, welche na türlich zahlenmäßig und geometrisch den jeweiligen Zellrahmen angepaßt sind und welche die vier getrenn ten Kreisläufe auf die einzelnen Membrankammern ver teilen, liegen (genau wie die Bohrungen 33 und 34) zur Achse 20 symmetrisch. Dadurch bleiben diese Bohrungen bei der zur Erzeugung der Einspeisung und Ausspeisung von vier getrennten Kreisläufen notwendigen Drehungen der Endplatten 35 und 36 um die Achse 20 im System deckungsgleich. Durch die unterschiedliche Asymmetrie der Verteilersysteme 31 und 32 zur Achse 20 werden durch Drehung der Endplatten 35 und 36 die benötigten vier getrennten Kreisläufe für die zu trennenden Lö sungen erzeugt. The supply holes 8 , 9 , 10 and 11 , which are of course numerically and geometrically adapted to the respective cell frame and which share the four separate circuits on the individual membrane chambers ver, (just like the holes 33 and 34 ) to the axis 20 symmetrical. As a result, these bores remain congruent with the rotations of the end plates 35 and 36 about the axis 20 in the system required to generate the feed-in and feed-out of four separate circuits. Due to the different asymmetry of the distribution systems 31 and 32 to the axis 20 , the required four separate circuits for the solutions to be separated solutions are generated by rotating the end plates 35 and 36 .

Fig. 7 verdeutlicht dieses Prinzip nochmals. Eine ge samte Endplatteneinheit ist (vom Membranstapel her gesehen) aus den Plattenschichten 35, 36, 39, 37 und 38 aufgebaut. Die Plattenschicht 38 ist eine um die Achse 20 gedrehte Plattenschicht 35; entsprechend ist die Plattenschicht 37 eine um die Achse 20 gedrehte Plattenschicht 36. Fig. 7 illustrates this principle again. An entire end plate unit is constructed (as seen from the membrane stack) from the plate layers 35 , 36 , 39 , 37 and 38 . The plate layer 38 is a plate layer 35 rotated about the axis 20 ; accordingly, the plate layer 37 is a plate layer 36 rotated about the axis 20 .

Die beiden unterschiedlichen Systeme werden getrennt durch eine Dichtplatte 39, die im wesentlichen nur die Versorgungsbohrungen 8, 9, 10 und 11 aufweist und an sonsten die beiden Systeme 35, 36 und 37, 38 gegenein ander abdichtet. Desweiteren enthält die Platten schicht 35, die dem Membranstapel zugewandt ist, die Elektrodenzelle 40. Diese Elektrodenzelle 40 wird über einen separaten Kreislauf, der hier nicht dargestellt ist, gespült. Die Elektrodenzelle 40 nimmt außerdem die jeweilige Elektrode auf.The two different systems are separated by a sealing plate 39 , which essentially only has the supply bores 8 , 9 , 10 and 11 and otherwise seals the two systems 35 , 36 and 37, 38 against each other. Furthermore, the plate layer 35 , which faces the membrane stack, contains the electrode cell 40 . This electrode cell 40 is rinsed via a separate circuit, which is not shown here. The electrode cell 40 also receives the respective electrode.

Ein weiteres Merkmal des Endplatten-Schichtsystems ist darin zu erkennen, daß mit den beiden Endplatten-Typen 35 und 36 (Fig. 5 bzw. Fig. 6) unter Verwendung der Dichtplatte 39 vier getrennte Kreisläufe entstehen, mit denen die oben beschriebenen Membranstapeleinhei ten mit Lösung versorgt bzw. von der Lösung entsorgt werden können. Durch die in strömungstechnischer Hin sicht optimierbaren Verteil- und Sammelsysteme 31 und 32 wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, daß sich auch, wie in der Stapeleinheit gegeben, in dieser End platteneinheit keine Druckdifferenz zwischen den ein zelnen getrennten Kreisläufen aufbauen kann. Außerdem ist es als vorteilhaft anzusehen, daß die Endplatten einheiten relativ einfach aufgrund der begrenzten An zahl der einzelnen Systemkomponenten hergestellt wer den können, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt. Auch sind Endplattensysteme denkbar, die einen Membranstapel jeweils nur ein- bzw. ausspeisen.Another feature of the end plate layer system can be seen in the fact that with the two end plate types 35 and 36 ( Fig. 5 and Fig. 6) using the sealing plate 39 four separate circuits are created with which the membrane stack units described above with Solution can be supplied or disposed of by the solution. The distribution and collection systems 31 and 32 , which can be optimized in terms of flow technology, advantageously ensure that, as given in the stacking unit, in this end plate unit no pressure difference can build up between the individual, separate circuits. In addition, it is to be regarded as advantageous that the end plate units can be manufactured relatively simply because of the limited number of individual system components, which leads to considerable cost savings. End plate systems are also conceivable, each of which only feeds in or out a membrane stack.

In Fig. 8 ist beispielhaft ein Schema für einen Mem branstapel mit vier Prozeßkreisläufen dargestellt. Die Elektrodialysekammern 41, 42, 43 und 44 sind gegenein ander durch Kationen-Austauschermembranen 49 und An ionen-Austauschermembranen 48 abgedichtet. Sie werden über die in den vorangehend erläuterten Figuren er wähnten Versorgungsbohrungen bzw. Verteilbohrungs systemen mit den jeweiligen Lösungen versorgt. Dabei enthält die zu reinigende Lösung beispielsweise ein wasserlösliches Alkalimetallsalz, z.B. ein Natriumsalz einer organischen Säure (NaR), sowie nichtionische organische Verunreinigungen (OV). Die über die Kammern 41 zugeführte Lösung soll von den ionischen Verunrei nigungen befreit, die Verunreinigungen konzentriert und in die korrespondierende freie Säure überführt werden.In Fig. 8, an example of a diagram for a membrane stack with four process cycles is shown. The electrodialysis chambers 41 , 42 , 43 and 44 are sealed against each other by cation exchange membranes 49 and ion exchange membranes 48 . They are supplied with the respective solutions via the supply boreholes or distribution borehole systems mentioned in the figures explained above. The solution to be cleaned contains, for example, a water-soluble alkali metal salt, for example a sodium salt of an organic acid (NaR), and nonionic organic impurities (OV). The solution supplied via the chambers 41 is to be freed of the ionic impurities, the impurities are concentrated and converted into the corresponding free acid.

In Fig. 8 sind außerdem die jeweiligen Endplattenein heiten mit den Einrichtungen für die Zufuhr und Abfuhr der zu behandelnden Lösungen sowie die korrespondie renden Versorgungs- und Verbindungssysteme sowie die jeweiligen Elektroden 40 zu sehen.In Fig. 8, the respective Endplattenein units with the devices for the supply and discharge of the solutions to be treated as well as the corresponding supply and connection systems and the respective electrodes 40 can be seen.

Nach Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elek troden 40, von denen auf der rechten Seite die Anode und auf der linken Seite die Kathode dargestellt sind, werden bei Durchfluß der Lösungen durch die jeweiligen Elektrodialysekammern die einzelnen Ionen selektiv durch die jeweiligen Membranen transportiert. Dabei wandern die Kationen aus den beiden Kammern 41 durch die Kationen-selektiven Membranen 49 in die benach barten Kammern 44, sowie die Anionen durch die an ionenselektive Membran 48 in die benachbarte Kammer 42, so daß die verunreinigte Lösung entsalzt wird und nur noch die nichtionischen, organischen Verunreini gungen OV enthält, die im elektrischen Feld nicht transportiert werden.After applying an electrical voltage to the electrodes 40 , of which the anode is shown on the right side and the cathode is shown on the left side, the individual ions are selectively transported through the respective membranes when the solutions flow through the respective electrodialysis chambers. The cations migrate from the two chambers 41 through the cation-selective membranes 49 into the neighboring chambers 44 , and the anions through the ion-selective membrane 48 into the adjacent chamber 42 , so that the contaminated solution is desalinated and only the nonionic , organic impurities OV contains that are not transported in the electrical field.

Der Elektrodialysekammer 43 wird eine starke Säure, beispielsweise eine Mineralsäure wie Salzsäure, zu geführt. Im elektrischen Feld wandern deren Kationen durch die Kationen-selektive Membran 49 in die be nachbarte Elektrodialysekammer 42, während deren An ionen durch die Anionen-selektive Membran 48 in die benachbarte Kammer 44 wandern. In der Kammer 42 ent steht somit die reine organische Säure (HR), die sich über die entsprechenden Entsorgungssysteme abziehen läßt, während aus den Kammern 41 die zu reinigende Lösung gegebenenfalls mit den nichtionischen orga nischen Verunreinigungen (OV) abgezogen wird. Außerdem wird aus den Kammern 44 eine mit Natriumchloridionen angereicherte Lösung erhalten.A strong acid, for example a mineral acid such as hydrochloric acid, is fed to the electrodialysis chamber 43 . In the electric field, their cations migrate through the cation-selective membrane 49 into the adjacent electrodialysis chamber 42 , while their anions migrate through the anion-selective membrane 48 into the adjacent chamber 44 . In the chamber 42 is thus the pure organic acid (HR), which can be drawn off via the corresponding disposal systems, while the solution to be cleaned is optionally withdrawn from the chambers 41 with the nonionic organic contaminants (OV). In addition, a solution enriched with sodium chloride ions is obtained from the chambers 44 .

Das Ergebnis ist eine gereinigte, konzentrierte or ganische Säure bzw. eine aufkonzentrierte Salzlösung, die im vorgegebenen Beispiel als Nebenprodukt Natrium chlorid ergibt.The result is a purified, concentrated or ganic acid or a concentrated salt solution, those in the given example as a by-product sodium chloride results.

Die erfindungsgemäßen Membranstapeleinheiten lassen sich in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen. Aus der großen Zahl sind nur die Reinigung und Entsalzung von Meerwasser oder Brackwasser, die Herstellung von an Ionen verarmtem Kesselspeisewasser, die Reinigung von Spüllösungen aus galvanischen Verfahren unter Wie dererhalt der Wertstoffe, Elektrodialyseverfahren in der Herstellung und Reinigung von Lebensmitteln, Elek trodialyseverfahren in pharmazeutischen Herstellungs prozessen oder auch die Wasserdissoziation durch Elek trodialyse unter Verwendung von bipolaren Membranen angegeben. Gerade bei letzterem Verfahren müssen Mem branstapel mit bis zu vier getrennten Prozeßkreis läufen verfügbar sein. Dabei werden in diesem Feld auch heute schon große Membranflächen eingesetzt, die unter Anwendung der erfindungsgemäßen Membranstapel einheiten relativ leicht und in verfahrenstechnischer Hinsicht optimal in einem Membranstapel verwirklicht werden können.Leave the membrane stack units according to the invention can be used in a variety of applications. Out the large number are only cleaning and desalination of sea water or brackish water, the production of boiler feed water depleted of ions, cleaning of rinsing solutions from galvanic processes under How the preservation of valuable materials, electrodialysis in the production and cleaning of food, elec trodialysis process in pharmaceutical manufacturing processes or water dissociation by elec trodialysis using bipolar membranes specified. Especially in the latter procedure, Mem Fire stack with up to four separate process circuits runs are available. Doing so in this field large membrane surfaces are already used today using the membrane stack according to the invention units relatively light and in process engineering Optimally realized in a membrane stack can be.

Desweiteren können beispielsweise in Dreikammerpro zessen, die ebenfalls mit den erfindungsgemäßen Mem branstapeleinheiten anlagentechnisch beherrscht wer den, Aminosäuren aus einem aus der Hydrolyse von Pro teinen stammenden Aminosäuregemisch voneinander dann getrennt werden, wenn deren isoelektrische Punkte bei verschiedenen pH-Werten liegen. Eine entsprechende pH-Wert-Einstellung der Rohlösung wird dazu benutzt, um entgegengesetzte Ladungen der verschiedenen Amino säuren zu bewirken. Die unterschiedlich geladenen Aminosäuren werden sodann in einem Dreikammerprozeß mit alternierender Membranfolge, bestehend aus je einer Kationen-Austauschermembran und einer Anionen- Austauschermembran, voneinander getrennt.Furthermore, for example, in three-chamber zessen, which also with the Mem Firing stack units who have mastered the plant den, amino acids from one from the hydrolysis of Pro then a derived amino acid mixture of one another be separated if their isoelectric points at different pH values. A corresponding pH adjustment of the raw solution is used to to opposite charges of the different amino to cause acids. The differently charged Amino acids are then made in a three chamber process with alternating membrane sequence, consisting of each a cation exchange membrane and an anion Exchange membrane, separated from each other.

Claims

1. Membrane stacking unit for multi-chamber processes of electrodialysis, consisting of a plurality of ion-selective membranes, end plates with devices for the supply and discharge of the solutions to be treated, the corresponding supply and connection systems and the electrodes, as well as two-part cell frames, on which the each associated ion-selective membrane is placed and / or attached, while a dialysis chamber is formed by stacking the other cell frame surfaces between two adjacent membranes, characterized in that

a) two adjacent, an electrodialysis chamber of the membrane stack forming cell frame parts ( 3 ) are mirror images of each other, based on a plane between them parallel to the membrane ( 30 ), the plane is constructed,
b) all cell frame parts ( 3 ) of the membrane stacking unit on exactly two mutually opposite side edges ( 1 , 2 ) also serving as a sealing surface ( 1 , 2 ) supply and connecting bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) have a suitable cross-sectional shape perpendicular to the membrane plane, which in individual have a hydraulic cross section of about 100 to 500 mm ² and alternate with the inflow and outflow units ( 33 , 34 ) of the end plates ( 35 , 36 ) are in connection,
c) each have two cell frame parts ( 3 ) of the membrane stacking unit forming an electrodialysis chamber parallel to the sealing surface of distribution bore systems ( 4 , 5 ) which radially connect the supply bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) to the chamber interior ( 6 ) and in have individual hydraulic cross-sections from 0.04 to 6.5 mm ² per bore and which of the two cell frame parts ( 3 ) arranged in mirror image to one another are each defined in half, and
d) the continuous supply and connecting bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) and the distribution boring systems ( 4 , 5 ) are sealed against each other and against the environment without contour sealing by the frame itself, and
e) There are only two different types of frames and end plates that can be arranged in stacks with up to four different process streams.

2. Membrane stacking unit according to claim 1, characterized in that the supply and connection bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) have a hydraulic cross section of about 100 to 500 mm ² .

3. Membrane stacking unit according to claim 2, characterized in that at least three supply and connecting bores ( 8 , 9 ) and ( 10 , 11 ) are arranged on each opposite side edges of the cell frame parts ( 3 ) for each circuit to be generated.

4. Membrane stacking unit according to claims 1 to 3, there characterized by that the number of supply holes on the side edges of the cell frame parts an integer multiple of the number of process streams is.

5. Membrane stacking unit according to claims 1 to 4, characterized in that in the electrodialysis chamber ( 6 ) is adapted to the geometric dimensions of the electro dialysis chamber inserted mesh-like tissue.

6. membrane stacking unit according to claims 1 to 5, characterized in that the parallel to the membrane surface arranged distribution bore systems ( 4 , 5 ) each have a hydraulic cross section in the range of 0.04 mm ² to 6.5 mm ² , depending on the cell frame thickness.

7. Use of the membrane stacking unit according to claims 1 to 6 for the separation of salts, acids and bases from aqueous solutions, for the separation of ionic Compounds from their aqueous solutions or from Mi with neutral molecules and for separation from monovalent ions from ions with multiple charges.

8. Use of the membrane stacking unit according to claims 1 to 6 for desalination of water, industrial Ab water, sea water or solutions from the food or drug processing.

9. Use of the membrane stacking unit according to claims 1 to 6 for the recovery of valuable materials from In industrial wastewater as well as solutions from life tel and pharmaceutical processing.

10. Use of the membrane stacking unit according to claim Chen 1 to 6 in the amino acid separation.

11. Use of the membrane stacking unit according to An sayings 1 to 7 for dosing or conditioning in or of process streams from other process streams or in connection with other process streams.